【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及盾構隧道工程施工，具體涉及一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法。
技術介紹
1、隨著現代化建設的不斷發展，城市與地區之間的聯系越來越緊密，著力交通基礎設施建設，構建城際交通網絡體系，是推進現代化建設的重要因素。盾構隧道在應對現代城市化和保持城市連貫性方面發揮著至關重要的作用。目前，盾構法是隧道掘進的主流方法之一。然而，盾構隧道工程所穿越的地層條件和施工環境愈加復雜，如地層復雜多變、地層含水量高等。尤其在穿越復雜多變且含水量高的地層時，盾構同步注漿漿液與地層相適配是保證圍巖穩定、控制地層變形、抑制管片上浮效果好壞的核心因素。復雜的地層環境疊加長距離、大縱坡、大直徑等高難度施工要求，對盾構快速掘進施工提出了更高的要求，如何安全、快速地完成掘進，并使工程質量達到較高水平是本領域亟待解決的問題。
2、現有盾構隧道施工方法中存在如下問題：
3、1、大多數盾構隧道施工方法僅適用于單一地層或地層變化不大的地層環境，不需要對地層進行劃分，因此對于含水量高且復合或多變地層的劃分不明確。
4、2、同步注漿是盾構隧道施工中的關鍵技術，而漿液的選擇又是同步注漿的關鍵，但目前同步注漿漿液與地層適配性仍不明確。
5、3、管片選型是盾構姿態和成型管片質量的重要影響因素，目前盾構施工中，管片選型主要依靠現場施工人員的施工經驗來完成，容易導致選型不合理、不規范。
6、4、對于盾構施工來說，盾構掘進參數同樣也是一個關鍵問題，因此需要對復雜地層環境及復雜施工要求的盾構掘進參數進行
7、5、對于面對強富水性、高水壓地層的施工參數匹配及災害治理問題關注較少，易導致在惡劣施工條件下施工參數的不匹配。
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，該方法可實現對富水高水壓砂泥巖互層等級劃分及每一等級所對應施工方法的分類，可在面對復雜施工條件下進行快速掘進，提高工程的安全性、穩定性，對實際工程有一定的指導作用。
2、一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
3、s1、富水高水壓砂泥巖互層等級劃分：
4、①按鉆孔單位涌水(q)，將含水層富水性進行劃分：
5、弱富水性：q≤0.1l/(s·m)；
6、中富水性：0.1l/(s·m)＜q≤1.0l/(s·m)；
7、強富水性：1.0l/(s·m)＜q≤5.0l/(s·m)；
8、極強富水性：q>5.0l/(s·m)；
9、進一步，弱富水性、中富水性為1級富水，強富水性、極強富水性為2級富水。
10、②按地下水水壓力(p)，將含水層水壓進行劃分：
11、低水壓：p<0.4mpa；
12、中水壓：0.4mpa<p≤0.6mpa；
13、高水壓：0.6mpa<p≤1.0mpa；
14、極高水壓：p>1.0mpa；
15、進一步，低水壓、中水壓為ⅰ級水壓，高水壓、極高水壓為ⅱ級水壓。
16、③按地層中砂巖與泥巖的相對含量進行砂泥巖互層地層分類：
17、一類砂泥巖互層(以砂巖為主的軟質巖層)：砂巖含量>50％、泥巖含量<50％；
18、二類砂泥巖互層(以泥巖為主的硬質巖層)：砂巖含量<50％、泥巖含量>50％。
19、④將①、②、③進行組合：1級富水ⅰ級水壓軟質巖層(a1b1c1)，2級富水ⅱ級水壓硬質巖層(a2b2c2)，1級富水ⅱ級水壓硬質巖層(a1b2c2)，1級富水ⅱ級水壓軟質巖層(a1b2c1)，1級富水ⅰ級水壓硬質巖層(a1b1c2)，2級富水ⅰ級水壓軟質巖層(a2b1c1)，2級富水ⅱ級水壓軟質巖層(a2b2c1)，2級富水ⅰ級水壓硬質巖層(a2b1c2)。
20、s2、盾構機掘進開始之前，對施工現場進行清理并搭建施工平臺和支撐結構，然后根據s1中對地層的分類分別采用對應組合方法進行盾構始發端頭加固，其特征在于：
21、①a1b1c1：1級富水ⅰ級水壓軟質巖層采用凍結法、注漿加固組合方法對端頭進行加固
22、②a1b1c2：1級富水ⅰ級水壓硬質巖層采用旋噴樁、洞門素連墻組合方法對端頭進行加固；
23、③a1b2c2：1級富水ⅱ級水壓硬質巖層采用高壓旋噴樁、注漿加固組合方法對端頭進行加固；
24、④a1b2c1：1級富水ⅱ級水壓軟質巖層采用高壓旋噴樁、注漿加固、凍結法組合方法對端頭進行加固
25、⑤a2b1c1：2級富水ⅰ級水壓軟質巖層采用雙重管高壓旋噴樁、注漿加固組合方法對端頭進行加固；
26、⑥a2b1c2：2級富水ⅰ級水壓硬質巖層采用洞門素連墻、管咬合樁、后退式注漿組合方法對端頭進行加固；
27、⑦a2b2c1：2級富水ⅱ級水壓軟質巖層采用三重管高壓旋噴樁、垂直凍結法組合方法對端頭進行加固；
28、⑧a2b2c2：2級富水ⅱ級水壓硬質巖層采用三重管高壓旋噴樁、、垂直凍結組合方法對端頭進行加固。
29、s3、在盾構機掘進前，根據其地質、水文特征、縱坡角度、始發端加固體土拱效應、反力架的承受能力對盾構機的掘進推力進行設置，其特征下：
30、①當縱向坡度在1％-3％時，盾構推力設置為：a1b1c2、a1b1c1：11000-13000kn，a2b1c1、a2b1c2：8800-11000kn，a1b2c1、a1b2c2：8000-10000kn，a2b2c1、a2b2c2：6600-9000kn。
31、②當縱向坡度大于3％時，盾構推力設置為：a1b1c2、a1b1c1：10000-12000kn，a2b1c1、a2b1c2：8000-10000kn，a1b2c1、a1b2c2：7500-9000kn，a2b2c1、a2b2c2：6000-8800kn。
32、s4、根據s3中對盾構機推力的設置，進一步對盾構機掘進速度進行設置，其特征如下：
33、①當縱向坡度為1％-3％時，平均速度設置為：a1b1c2:30-35mm/min、a1b1c1:35-40mm/min、a2b1c2:20-25mm/min、a2b1c1:25-30mm/min、a1b2c2:15-20mm/min、a1b2c1:20-25mm/min、a2b2c2:10-15mm/min、a2b2c1:15-20mm/min；
34、②當縱向坡度大于3％時，平均速度設置為：a1b1c2:25-30mm/min、a1b1c1:30-35mm/min、a2b1c2:15-20mm/min、a2b1c1:20-25mm/min、a1b2c2:10-15mm/min、a1b2c1:15-20mm/min、a2b2c2:10-12mm/mi本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S2中，端頭加固完成后，將盾構機安裝在開始挖位置并進行調試，調試完成且施工準備就緒后開始施工。
3.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S5中，同步注漿所使用的注漿泵為全液壓雙缸雙出口活塞注漿泵，數量為2個，注漿管路采用內徑50mm的高壓膠管和外徑50mm的普通鋼管。
4.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S5中，A液成分為水泥、膨潤土用量、穩定劑用量、水，所述B液成分為水玻璃。
5.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S5中，單液漿注漿法：根據地層地質情況對盾構機掘進速度進行調整，將漿液通過注漿泵輸送到注漿管中，通過噴射器噴射到地層中。雙液注漿法：與單液注漿法相同先對盾構機掘進速度進行調整，然后將A液、
6.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S6中，二次注漿所用漿液配比與同步注漿相同。
7.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S9中，智能管片優選系統由參數導入模塊、計算模塊、選型決策模塊組成，參數導入模塊通過盾尾智能監測系統自動導入盾構姿態、掘進速度、地層特性、盾尾間隙、油缸行程差、等參數并與模塊中已有的管片設計參數通過計算模塊對所有待選點位進行窮舉計算。最后，選型決策模塊根據計算結果自動進行權重評價，參考評價結果選出最優管片類型。
8.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S10中，充填材料選用快速凝結型泥漿，其材料組成：A液：膨潤土、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、增粘劑、穩定劑、水，B液：水玻璃；配合比：膨潤土:HPMC:穩定劑:增粘劑:水＝1.8:0.005:1.2:0.01:4.75，水玻璃為35-50L/m3。
9.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S4中，在二類地層中的掘進平均速度可大于一類地層。
10.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述S8中，調整盾構機姿態，每次糾偏量不得超過5mm。
...【技術特征摘要】
1.一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述s2中，端頭加固完成后，將盾構機安裝在開始挖位置并進行調試，調試完成且施工準備就緒后開始施工。
3.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述s5中，同步注漿所使用的注漿泵為全液壓雙缸雙出口活塞注漿泵，數量為2個，注漿管路采用內徑50mm的高壓膠管和外徑50mm的普通鋼管。
4.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述s5中，a液成分為水泥、膨潤土用量、穩定劑用量、水，所述b液成分為水玻璃。
5.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特征在于，所述s5中，單液漿注漿法：根據地層地質情況對盾構機掘進速度進行調整，將漿液通過注漿泵輸送到注漿管中，通過噴射器噴射到地層中。雙液注漿法：與單液注漿法相同先對盾構機掘進速度進行調整，然后將a液、b液混合通過注漿泵輸送到注漿管中，通過噴射器噴射到地層中。
6.根據權利要求1所述，一種大縱坡富水高水壓砂泥巖互層盾構快速掘進施工方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：毛超軍，包世波，張磊，王金龍，沙飛，任浩，楊凱瑞，王文廣，王寧寧，蔡劍，夏華華，張波，
申請(專利權)人：中交一公局第三工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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